Автоматика для котлов отопления

Система управления котла в самом общем виде – это систематизированный набор средств влияния на подконтрольный объект для достижения определённых целей данным объектом.

В нашем случае «подконтрольным объектом» является котёл, горелка, насосы, трубопроводы, бойлер для приготовления горячей воды, радиаторы, «тёплые полы» и т. д., то есть – система отопления в целом. «Целью управления» является с одной стороны - поддержание заданной температуры в доме, получение достаточного количества горячей воды, то есть создание условий для максимально комфортного проживания, с другой стороны – снижение затрат на энергоресурсы и продление ресурса работоспособности техники.

Сразу отмечу, что комфорт и экономия понятия малосовместимые, но совместить их позволяет автоматика котельных, топочных, индивидуальных тепловых пунктов. Что же такое автоматика котлов и отопительных систем? Прежде всего, остановимся собственно на котельной автоматике. В обязательный набор входят органы защиты и управления.

Автоматика безопасности котлов в обязательном порядке включает в себя термостат защиты от перегрева. Так же опционально устанавливаются реле защиты от понижения или повышения давления теплоносителя, приборы контроля наполненности котлового блока теплоносителем, реле контроля давления газа (в случае, если котёл газовый), на атмосферных газовых котлах не лишним будет установить реле контроля отходящих газов оно же – датчик обратной тяги. Все эти элементы предназначены для предотвращения работы котельного оборудования в недопустимых режимах как с точки зрения сохранности системы отопления, так и безопасности владельца дома, дачи, коттеджа, персонала предприятия.

Базовая автоматика управления, как правило, состоит из одного единственного регулировочного термостата, которым задаётся максимальная температура котловой воды. Плюс кнопка «вкл/выкл», манометр и термометр. Всё! Но есть люди, искренне считающие, что этого достаточною. Тут возможны два варианта: для комфортного пользования горячей водой котёл постоянно работает на максимальной температуре и в доме приходится открывать форточки (так называемое «форточное регулирование», в Германии за это только что не расстреливают), что помимо всего прочего увеличивает счета за газ, дизельное топливо, дрова, уголь или, в целях экономии, выставляют термостат на минимум, «загоняя» котёл в конденсационный режим работы, тем самым, приближая его скорую смерть от коррозии. Самое смешное и печальное в этом то, что и экономия топлива получается мизерной. Получается, что при полностью ручном регулировании в большинстве случаев не достигается ни комфорт, ни экономичность.

Система управления модуля приготовления горячей воды (ГВС)

Первым шагом в автоматизации отопления является включение в систему управления модуля приготовления горячей воды и установка комнатного термостата. Модуль приготовления ГВС контролирует температуру воды в бойлере и при её падении даёт команду котлу и насосу загрузки бойлера на включение. Как правило, на время приготовления горячей воды насос отопления отключается. Приоритет приготовления ГВС предотвращает перегрев отопительных приборов и позволяет использовать котёл меньшей мощности. Комнатный термостат контролирует температуру в помещении и даёт команду котлу на включение только тогда, когда температура в доме опустилась ниже заданной.

К недостаткам систем управления по комнатной температуре можно отнести, во-первых низкую точность комнатных термостатов (дельта составляет 2 – 4 градуса), во-вторых – не реализуется защита котла от работы в конденсационном режиме и в третьих – регулировка в таких системах осуществляется именно по комнатной температуре, то есть котёл включается тогда, когда уже остыли ограждающие конструкции и начала падать температура в доме. Говоря техническим языком, в системе отопления происходит незатухающий колебательный процесс. А постоянные циклы заморозки/оттаивания ещё ни одной стене на пользу не пошли.

Погодозависимая автоматика котла

Самые распространённые на сегодняшний день системы управления – это погодозависимая автоматика котлов и отопительных контуров. Погодозависимая автоматика котла, как следует из названия, отслеживает температуру наружного воздуха и в зависимости от неё рассчитывает, какой температуры теплоноситель нужно подать в отопительные приборы для поддержания заданной температуры в помещении. При настройке такой автоматики задаётся ряд параметров, характерных именно для данного объекта и система адаптируется именно под него. В принципе, грамотно настроенная автоматическая система управления котлом не требует вмешательства человека, но для более точной её работы не лишним будет и установка датчика комнатной температуры. Основное отличие «датчика» от «термостата» в том, что с его помощью отслеживается не просто температура в помещении, а динамика её изменения. Это позволяет котловой автоматике «спрогнозировать» дальнейшее состояние системы и принять превентивные меры по стабилизации температуры в доме.

При наличии нескольких контуров, которые должны работать по своим программам с различной температурой теплоносителя, тем более имеет смысл возложить задачу регулирования на автоматические системы управления. Или нанять профессионального теплотехника в качестве оператора Вашей котельной.

Способы управления отоплением можно разделить на следующие виды:

1. Полностью ручное управление посредством изменения заданной температуры теплоносителя в котле. Единственным достоинством являются минимальные изначальные затраты. К недостаткам относится повышенный расход топлива, сложность достижения комфорта и необходимость постоянного присутствия обслуживающего персонала. Применение термостатических головок на радиаторах несколько повышает комфортность проживания, но ухудшает условия работы для насосов и котла.
2. Системы управления котлом с приоритетным приготовлением горячей воды и с регулируемой вручную температурой подачи теплоносителя. Повышается комфортность приготовления горячей воды и существует возможность регулировки температуры помещения по комнатному термостату. К недостаткам относится низкая точность подавляющего большинства комнатных термостатов, по-прежнему повышенный расход топлива и отсутствие прямого учёта погодных факторов, что неблагоприятно сказывается на конструкциях дома в целом. Так же, в частности, в таких системах управления котлами практически невозможно грамотно организовать такой практически обязательный для современного дома элемент, как «тёплый пол».

Автоматизированные погодозависимые системы управления котлами и отопительными контурами лишены недостатков, присущих системам ручного управления. Способны автоматически поддерживать необходимую на данный момент температуру теплоносителя в котле и в каждом, подключенном к системе управления, отопительном контуре. При расчёте ориентируются на температуру наружного воздуха, заданную и фактическую температуру помещения (если речь идёт об отопительном контуре), заданную программу. Как правило, такие системы управления можно объединять в единую систему по шине обмена данными, что позволяет создавать каскад котлов и увеличивать количество отопительных контуров практически до бесконечности. Благодаря тому, что управление отопительными контурами и котлами происходит централизовано, то и расход топлива оптимизируется и, при прочих равных условиях, снижается на 15-20% по сравнению с ручными системами управления. Единственным «недостатком» автоматических систем управления является их изначально высокая стоимость. Но нужно понимать, что это капитальные затраты. А эксплуатационные расходы будут существенно ниже и в обозримом будущем экономия на топливе и электроэнергии компенсирует затраты на оборудование.

Таким образом, выбирая для своего котла систему управления, необходимо ответить для себя на ряд вопросов: необходимый уровень комфортности проживания, количество отопительных контуров, наличие «тёплых полов», наличие теплообменника для бассейна, вентиляции, предполагаемый срок эксплуатации отопительного оборудования и, исходя из этих факторов, провести краткий технико-экономический анализ вариантов управления отопительным оборудованием. По самым грубым подсчетам, для дома площадью около 500 квадратных метров, отапливаемого дизельным котлом, стоимость автоматической погодозависимой системы управления равна одно-двухмесячными затратам на дизельное топливо при ручном управлении. Но выбор всегда остаётся за Вами!